下载文档原格式
血脑屏障的功能作用及其功能调控的分子机制血脑屏障是指由脑血管内皮细胞、基膜和周围星形胶质细胞构成的组织屏障，用来限制血液中物质对中枢神经系统的穿透和影响。
远古时期的生物进化过程中，由于寻找食物的需求，生物的神经系统需要接收外界的刺激，因此神经系统需要保持某种开放性，但随着高等生物体内环境变得复杂，过多的外来源物质能够带来威胁，功能因此需要受到限制，并在进化中形成了血脑屏障来保证中枢神经系统的稳定运行。
血脑屏障的功能作用主要有两个方面：保障神经系统不受外界物质的影响以及维持神经系统内环境的稳定。
屏障内的神经元、星形胶质细胞和血管内皮细胞形成了一个严密的防线，限制了外界物质（如病菌、毒素和药物等）的穿透，保护神经系统的正常运行。
同时，血脑屏障对血液中的离子、代谢物以及荷尔蒙的交换也进行了控制，以维持神经系统内环境的稳定。
血脑屏障的功能调控是由一组分子机制所支配的。
多种细胞类型参与了血脑屏障的构建和维护，其中以血管内皮细胞和星形胶质细胞最为重要。
血管内皮细胞通过血管的严格堵塞和细微血管黏滞力，形成了一种自闭型屏障，使外界物质难以进入神经细胞内。
而星形胶质细胞则使中枢神经系统的微环境保持稳定，通过维持正常的电位差和离子浓度的平衡。
在分子机制上，血脑屏障有两种不同的优先路线，分别是主动和被动。
在主动路线上，血管内皮细胞通过转运基因表达和酶的释放，能够主动地吸收和转运一些物质，便于神经细胞内吸收。
而在被动路线上，血脑屏障的作用主要是受外界神经调节和血液中激素的影响。
例如，一些药物可以通过血液中的神经调节或者荷尔蒙作用，调节血脑屏障的通透性，进而影响神经细胞的功能状态。
总之，血脑屏障是中枢神经系统的重要防线，对神经系统的发育和功能起到了关键作用。
其分子机制的研究为预防和治疗神经系统疾病提供了一定的基础。
通过深入理解血脑屏障的生理和病理特征，可以为神经疾病的临床治疗提供新的方向。
第1篇一、实验目的1. 了解血脑屏障的结构和功能；2. 掌握血脑屏障的实验方法；3. 观察和记录实验结果，分析血脑屏障的特性。
二、实验原理血脑屏障（Blood-Brain Barrier，BBB）是脑毛细血管内皮细胞、周细胞和基底膜共同构成的一种特殊屏障，主要功能是保护中枢神经系统免受血液中有害物质的侵害。
在实验中，通过观察脑毛细血管内皮细胞与周细胞之间的连接情况，可以判断血脑屏障的存在与否。
三、实验材料与仪器1. 材料：新鲜猪脑、生理盐水、伊红染液、中性福尔马林、石蜡、切片机、显微镜等；2. 仪器：显微镜、切片机、解剖显微镜、解剖刀、剪刀、镊子、烧杯、培养皿等。
四、实验步骤1. 解剖新鲜猪脑，取出大脑半球，用生理盐水清洗；2. 将大脑半球放入装有生理盐水的烧杯中，用解剖刀将大脑半球沿中线切开，暴露出脑组织；3. 在解剖显微镜下，用解剖刀将大脑半球切成薄片；4. 将切片放入装有中性福尔马林的烧杯中，固定24小时；5. 将固定好的切片取出，用生理盐水冲洗干净；6. 将切片放入装有伊红染液的烧杯中，染色10分钟；7. 将染色的切片取出，用生理盐水冲洗干净；8. 将切片放入装有石蜡的烧杯中，加热熔化石蜡，将切片包裹在石蜡中；9. 将包裹好的切片取出，放入切片机中，切成薄片；10. 将切好的薄片取出，放入装有生理盐水的培养皿中，进行观察。
五、实验结果与分析1. 在显微镜下观察，可见脑毛细血管内皮细胞与周细胞之间存在紧密连接，表明血脑屏障存在；2. 通过观察切片，发现脑毛细血管内皮细胞与周细胞之间的连接呈线状或点状，表明血脑屏障具有一定的通透性；3. 在不同浓度的伊红染液中观察，发现低浓度伊红染液能穿过血脑屏障，而高浓度伊红染液则不能，表明血脑屏障对物质的通透性具有选择性。
六、实验结论通过本次实验，我们成功观察到了血脑屏障的结构和功能。
实验结果表明，血脑屏障确实存在，并对物质的通透性具有选择性，从而保护中枢神经系统免受血液中有害物质的侵害。
血脑屏障的结构和功能以及疾病中的作用研究血脑屏障是指位于脑血管系统内的组织结构，由由神经血管内皮细胞和外周细胞间紧密连接形成的结构。
在生理状态下，血脑屏障起着保护脑部免受有害分子和细胞入侵的作用，同时也能调节脑内物质的代谢和运输。
然而在一些疾病状态下，血脑屏障的功能会受到破坏，引起脑部疾病的发生。
因此，对血脑屏障的结构和功能及其扰动相关疾病的研究是十分重要的。
一、血脑屏障的结构神经血管内皮细胞和外周细胞间的紧密连接形成了血脑屏障，这种连接叫做紧密连接（tight junction）。
紧密连接由许多膜蛋白和细胞骨架支持，确保了神经血管内皮细胞之间的非常接近，几乎不留隙缝。
这种结构让神经血管内皮细胞能够起到基本过滤作用，从而防止细菌和有毒物质进入脑脊液和脑部。
此外，神经血管外层还覆盖有神经胶质细胞，这些胶质细胞能够释放一些物质，帮助维持神经元正常生理功能。
二、血脑屏障的功能血脑屏障的功能不仅仅是起着基本过滤作用，还包括了一定的代谢和转运功能。
例如，血脑屏障能够调节脑内的氨基酸和葡萄糖的代谢和运输，保证脑部正常的能量代谢。
此外，血脑屏障也能调节一些离子，如钙离子、钠离子和氢离子等，维持脑内正常生理功能。
三、疾病中的血脑屏障在一些疾病状态下，血脑屏障的结构和功能会受到破坏，例如神经炎、脑肿瘤、脑炎、脑出血以及脑中风等。
在这些情况下，血脑屏障的紧密连接会变得不稳定，使得血脑屏障对细菌和有害分子更加敏感。
研究表明，血脑屏障的破坏可能对神经损伤和炎症反应的发生和发展起重要作用。
血脑屏障的破坏还可能通过促进炎症反应影响脑部的血供和代谢。
神经炎症反应在脑中是不常见的，而且可能会导致一些其他的疾病，例如阿尔茨海默症和帕金森病。
此外，有研究表明，在糖尿病和肥胖症等疾病中，血脑屏障也可能发生变化，从而影响脑的正常生理功能。
四、研究血脑屏障研究血脑屏障的结构和功能及其在疾病中的作用已经成为研究领域中的热点。
研究者们利用多种技术手段来研究血脑屏障，如血脑屏障通透性的测量、表面等电焦点电泳、液相色谱法、核磁共振和光学显微镜等，以探究血脑屏障的结构和功能以及其在疾病中的作用。
中国医药导报2021年5月第
18卷第14期
•论 著•
奥希替尼对大鼠脊髓损伤后 血脊髓屏障通透性的影响
李在望1 曹婷婷2 王 倩1 涂景梅1 韩
晶
1
1.暨南大学第二临床医学院南方科技大学第一附属医院深圳市人民医院神经内科，广东深圳
518020；
2.江苏省盐城市第一人民医院神经内科，江苏盐城224001
［摘要
］目的研究表皮生长因子受体(EGFR)抑制剂奥希替尼对大鼠脊髓损伤(SCI)后血脊髓屏障通透性的影
响。方法60只8周龄雌性SD大鼠(200~250 g)按照随机数字表法分为假手术组(n = 20)和SCI模型组(n =
40),采用随机数字表法将40只
SCI模型大鼠分为损伤组和奥希替尼组，每组20只遥奥希替尼组给予浓度为
0.4 mg/mL奥希替尼溶液灌胃(2 mL/d),
假手术组和损伤组给予生理盐水灌胃(2 mL/d),三组均干预3 d遥 SCI后
3 d测定脊髓组织含水量,Western blot技术检测水通道蛋白-4(AQP-4)表达量，采用伊文思蓝(EB)染料渗漏实 验及免疫荧光技术测定脊髓白蛋白含量评估血脊髓屏障通透性变化。采用
Basso-Beattie-Bresnahan(BBB)评分评
估大鼠运动功能。结果
SCI后3 d奥希替尼组脊髓含水量明显低于损伤组(P < 0.05)
；
奥希替尼组AQP-4蛋白
表达量明显低于损伤组(P < 0.01)；奥希替尼组脊髓组织EB染料聚集较损伤组少,EB荧光强度较损伤组弱
(P <
0.05)曰奥希替尼组白蛋白免疫荧光强度较损伤组弱。奥希替尼组总体BBB评分高于损伤组
(P < 0.05)。结论EGFR
抑制剂奥希替尼可改善SCI后血脊髓屏障的破坏并减轻脊髓继发性损伤
,促进神经功能恢复。
［关键词
］
奥希替尼；脊髓损伤；血脊髓屏障；神经功能
［中图分类号］R744 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-7210(2021)05(b)-0009-05
Effect of Osimertinib on blood-cord barrier permeability after spinal
血脑屏障的结构和功能研究血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是指由脑微血管内皮细胞、导管细胞、小胶质细胞、贴壁细胞等多种细胞构成的生理屏障，它负责能够阻挡有害物质进入脑组织，维持神经系统内环境的稳定性，是脑室周围和脑组织中间的天然屏障。
BBB是一种非特异性的保护性屏障，具有高度的选择性通透性。
因此它只能阻挡某些有害物质，如毒性药物、蛋白质、病毒和细菌等，而保护有益的物质，如氧气、葡萄糖等进入脑组织。
BBB的异常功能与许多神经系统疾病有关，如脑肿瘤、脑中风、癫痫等。
BBB的结构BBB的结构由内皮细胞和紧密排列的有机基质层构成，有机基质层是指包括基底膜、星形胶质细胞（Astrocyte）脚突和脑血管平滑肌细胞在内的多种成分。
内皮细胞表面密密麻麻地覆盖着许多壳状阴极蛋白（Claudin）和含有氨基酸残基的蛋白质（Occludin）等紧密连接蛋白，这些紧密连接蛋白是维持BBB抗渗透性的核心因素。
此外，内皮细胞膜上的ABC转运泵（ATP Binding Cassette Transporters）和多种酶类如γ-谷氨酰转移酶（γ-glutamyltransferase）也参与了与BBB的通透性有关的调节作用。
星形胶质细胞形状特殊，由一个细胞体和数条突起组成。
这些突起丰富地分布在BBB内皮细胞血管周围区域，星形胶质细胞与内皮细胞形成的间隙形成了所谓的亲密接触。
星形胶质细胞的脚突具有胶质细胞产生的脑血管收缩素（Astrocyte-derived Vasoactive Substance）等细胞因子的分泌功能，从而调节和改善BBB的透过性和稳定性。
脑血管平滑肌细胞主要表现为外膜的支持和它们构成平滑肌细胞肌束的作用。
尽管它们相对较少附着在BBB上，但它们的收缩仍可能引起脑血管的紧闭和脑血流减少。
BBB的功能BBB的主要功能是维持脑内稳定的物质和能量代谢环境。
BBB阻止了许多有害的物质（如微生物、毒素、肿瘤细胞等）进入脑组织，隔绝了血浆中许多本质分子直接进入脑组织的通道。
金丝桃苷对大鼠颅脑损伤后炎性反应及血脑屏障通透性的影响邱会斌;姜金利;李鹏强;单春格;王超【期刊名称】《中国临床神经外科杂志》【年(卷),期】2024(29)1【摘要】目的探讨金丝桃苷对大鼠颅脑损伤(TBI)后炎性反应和血脑屏障损伤的影响及机制。
方法选取60只成年SPF级SD大鼠,按随机数字表法随机分为假手术组、模型组、低剂量金丝桃苷组、高剂量金丝桃苷组、脂多糖(LPS)组、高剂量金丝桃苷+LPS组,每组10只。
采用改良Feeney自由落体法建立TBI大鼠模型。
低剂量、高剂量金丝桃苷组大鼠造模后以金丝桃苷药液灌胃,剂量分别为60、120mg/kg;LPS组大鼠造模后以LPS药液灌胃,剂量为0.4 mg/kg;金丝桃苷+LPS组大鼠造模后以高剂量金丝桃苷和LPS药液灌胃;每天灌胃1次,持续14 d。
灌胃结束后24 h,采用改良神经功能缺损评分(mNSS)评估神经功能,采用跳台实验检测认知功能;采用伊文思蓝(EB)定量法检测大鼠血脑屏障通透性;透射电镜观察大鼠血脑屏障结构损伤;采用ELASA检测大鼠血清及脑组织炎性介质[肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-17(IL-17)、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)]水平;采用免疫印迹法检测脑组织TNF-α/NF-κB/caspase-3蛋白表达水平。
结果TBI后,大鼠mNSS评分、跳台潜伏期显著降低(P<0.05),跳台犯错次数、脑组织EB含量、血清及脑组织炎性介质(TNF-α、IL-17、iNOS)水平、脑组织TNF-α和caspase-3蛋白表达及pNF-κB p65/NF-κB p65显著升高(P<0.05);LPS明显加重TBI大鼠神经损伤(P<0.05),明显增高炎性介质水平(P<0.05),明显增高TNF-α/NF-κB/caspase-3蛋白表达水平(P<0.05);金丝桃苷明显改善TBI大鼠脑损伤(P<0.05),而且呈剂量依赖性(P<0.05),高剂量金丝桃苷明显逆转LPS的作用(P<0.05)。
血脑屏障通透性与药品递送的研究人类的大脑是身体最重要、最复杂的器官之一，它由数百亿个神经元构成，掌管着人类的大部分行为和生理活动。
因此，对于大量的疾病和疾病的治疗，大脑都是很重要的。
然而，防止药物进入人类大脑的生理屏障——血脑屏障，限制了治疗大脑疾病的效果和药物的递送。
因此，研究和发展有效的蔓延药物大脑的方法和技术是非常重要的。
什么是血脑屏障？血脑屏障（BBB）是一种天然的生理障碍，它是由小血管和神经细胞构成的，这些细胞连接在一起的缝隙非常密集，使药物和其他物质难以渗透进入大脑。
BBB的主要功能是保护大脑免受外界病原体和其他有害物质的侵袭，维持大脑内环境的稳定状态。
不幸的是，BBB也是一些疾病和药物治疗的困难所在，比如治疗血管性痴呆症、脑癌、帕金森病等大脑疾病就面临着它。
因此，研究和发展有效的药物递送技术变得至关重要。
BBB的通透性与药物递送BBB如何运作？它是如何控制大脑中与外部的物质交换的？BBB的通透性是随着大脑发育、神经病变、炎症和其他因素而变化的。
在正常情况下，BBB的通透性非常低，药物通过BBB进入大脑的速度非常缓慢，这种现象叫做“BBB效应”。
为了解决这一难题，研究者开拓了一条新的药物递送的路线，即BBB过渡期递送药物。
这一方法可以通过药物选择合适的BBB过渡期通透性（BBBT）的时机，达到药物递送的目的。
目前，研究者通过两种方法来改善和改变BBB的通透性。
第一种方法是通过机械方法，例如超声波、电磁波和光脉冲。
这些机械刺激可以使BBB通透性短时间急剧增加，使药品可以离开血液进入大脑。
然而，这种方法通常会对健康的神经组织产生一定的损害。
第二种方法是通过药物作为载体。
目前研究了许多可以跨越BBB的药物，其中大多数是生物分子或小分子，它们可以渐进地通过BBB型蛋白或BBB型膜促进剂来渗透BBB。
基于BBB过渡期通透性（BBBT）的递送是目前大脑疾病递送的一种重要方法。
根据BBBT的影响因素，可以探索一系列提高BBBT的策略和技术，例如分子靶向、BBB扰动调节、创新配方等。
同济医科大学博士学位论空脑缺血再灌注后血脑屏障通透性的实验研究同济医科大学附属协和医院神经内科博士研究生：博士生导师：王耀明童萼塘教授中文摘要第一部分脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的免疫组织化学研究目的采用免疫组织化学的方法，研究脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障（ＢＢＢ）的通透性。
ｆ方法采用线栓法大鼠大脑中动脉闭塞的局灶性脑缺血模型，缺血１小时后再灌注，分别于再灌注后Ｏｈ、３ｈ、５ｈ、１２ｈ及２４ｈ，采用免疫组织化学ＳＡＢＣ法，观察内源性免疫球蛋白００９Ｇ）在脑组织中的表达。
结果再灌注ｏｈ、３ｈ时，脑组织中未见ＩｇＧ的表达。
再灌注５ｈ时，缺血侧大脑半球纹状体有局灶性的ＩｇＧ表达。
再灌注１２ｈ时，缺血侧纹状体及新皮层可见有广泛的ＩｇＧ的表达，一些神经细胞和朦＿顺细胞的胞浆内亦有表达。
再灌注２４ｈ时，表达更加明显：】结论缺血ｌｈ再灌注３—５ｈ时，ＢＢＢ开始受损开放，通透性增加。
纹状体的ＢＢＢ较新皮层更易受损。
再灌注１２ｈ、２４ｈ，外渗的血清蛋白存在累积增加。
第二部分尼莫地平对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的影响目的研究尼莫地平对脑缺血再灌注后大鼠血脑屏障通透性的影响。
ｌ方法采用线栓法大鼠大脑中动脉闭塞的局灶性脑缺血模型。
缺血１ｈ后再灌注，分别于缺血前及再灌注后静脉注射尼莫地平。
采用免疫组织化学ＳＡＢＣ法，观察再灌注１２ｈ时．内源性ＩｇＧ在脑组织中的表达，比较缺血前注射尼莫地平组、未注射尼莫地平组及再灌注后注射尼莫地平组三组大鼠脑组织中ＩｇＧ的表达水平。
结果末注射尼莫地平组大鼠，在再灌注１２ｈ时，缺血侧大脑半球纹状体及新皮层可见广泛的ｌｇＧ表达。
再灌注后注射尼莫地平组大鼠，ＩｇＧ的表达更加明显。
而缺血前注射尼莫地平组大鼠，ＩｇＧ的表达在新皮层仅见于微血管壁内。
在纹状体可见局灶性ＩｇＧ的表达。
ｊ结论脑缺血再灌注后注射尼莫地平可加重ＢＢＢ的损伤，使其通透性增加。
缺血前注射尼莫地平，可使再灌注后ＢＢＢ的损伤减轻。
药物对血脑屏障的穿透研究血脑屏障是指脑血管内皮细胞和脑实质细胞之间的屏障，其主要功能是保护中枢神经系统免受外界有害物质的侵害。
然而，在一些特定情况下，如药物治疗神经系统疾病时，血脑屏障对药物的穿透成为限制治疗效果的关键因素。
因此，研究药物对血脑屏障的穿透机制和方法成为当前药物研发领域中的热点问题。
一、血脑屏障的结构和功能血脑屏障是由血脑屏障内皮细胞、脑微血管基膜和脑实质细胞三者组成的。
内皮细胞通过紧密连接蛋白质形成紧密连接，从而限制水、药物和其他溶质通过间隙进入脑组织；基膜是由胶原和纤维网状结构构成，对溶质和药物的扩散起到一定的阻隔作用；脑实质细胞则通过内皮细胞上的载体和通道蛋白，在运输过程中对药物进行筛选。
血脑屏障的主要功能是调节血浆和脑组织的内环境，在维持脑内稳定的同时阻止有害物质的通过。
这种严格的调控机制保证了大多数药物不能自由穿越血脑屏障，从而降低了神经系统的暴露风险。
二、药物穿越血脑屏障的机制药物穿越血脑屏障的机制多种多样，主要包括主动转运、被动扩散和内吞作用等。
1. 主动转运主动转运是一种需要能量的过程，通过载体和通道蛋白介导。
这些载体和通道蛋白能够结合特定的药物分子，将其从血液一侧转运至脑组织一侧。
其中最为典型的转运家族是ABC转运体家族，例如P-gp （P-糖蛋白）、MRP（多药耐药相关蛋白）等。
这些转运体在多种疾病的发生和进展中发挥着重要的作用。
2. 被动扩散被动扩散是指药物通过浓度梯度自发地从高浓度区域向低浓度区域扩散。
这种扩散过程没有需耗能和药物结合的特定载体。
药物的脂溶性以及分子量等因素会对被动扩散的效果产生一定影响。
3. 内吞作用内吞作用是指通过内皮细胞的胞质泡结构将药物“吞噬”并运送至脑组织的过程。
这种机制对大分子药物的穿越有重要的影响，例如脂蛋白介导的内吞和胞吞作用等。
三、药物对血脑屏障的穿透研究方法为了研究药物对血脑屏障的穿透能力，科学家们开发了多种实验方法和技术手段。
TRPV4通道抑制剂对大鼠创伤性脑损伤后血脑屏障破坏的保护机制研究孔繁皓;张鸿洋;张蔚;唐梦泽;王樱桥;李想;丁晓慧;杨智航;解辉【期刊名称】《沈阳医学院学报》【年(卷),期】2024(26)2【摘要】目的:探讨TRPV4通道抑制剂对创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)后血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)破坏的具体保护机制。
方法:制备大鼠TBI模型;应用TRPV4通道抑制剂HC067047或PKC-δ抑制剂Rottlerin检测TBI后BBB通透性、大鼠神经功能评分和脑损伤区域微血管内皮紧密连接蛋白ZO-1和ZO-2表达的变化。
结果:与假手术组比较,大鼠TBI后,BBB通透性明显增加,脑神经功能评分降低,同时紧密连接蛋白ZO-1和ZO-2的表达明显减少,差异均有统计学意义(P<0.05);与TBI模型组比较,给予HC067047或Rottlerin后,其BBB 通透性、神经功能评分、紧密连接蛋白ZO-1和ZO-2的改变均被部分逆转,差异均有统计学意义(P<0.05)。
结论:TBI介导的BBB损伤可能通过TRPV4通道调控PKC-δ信号通路进而影响紧密连接蛋白ZO-1和ZO-2的表达实现;抑制TRPV4通道功能或PKC-δ信号分子均能够部分减轻TBI诱导的BBB损伤,本研究可能为临床TBI的治疗提供新思路。
【总页数】4页(P175-178)【作者】孔繁皓;张鸿洋;张蔚;唐梦泽;王樱桥;李想;丁晓慧;杨智航;解辉【作者单位】沈阳医学院基础医学院临床医学专业学生;沈阳医学院基础医学院基础医学院精神医学专业学生;沈阳医学院基础医学院基础医学院组织胚胎学教研室;沈阳医学院基础医学院基础医学院生理学教研室【正文语种】中文【中图分类】R743.31【相关文献】1.大鼠创伤性脑损伤后血脑屏障通透性变化的研究2.人脐带间充质干细胞对大鼠创伤性脑损伤后血脑屏障的保护3.TRPV4通道抑制剂对创伤性脑损伤后血脑屏障破坏的保护作用4.复旦大学脑科学研究院高艳琴课题组发现ASK1-K716R通过保护血脑屏障完整性以减少创伤性脑损伤后神经炎症和白质损伤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
